[发明专利]一种基于深度信息融合的煤量快速检测方法

说明书

本发明公开了一种基于深度信息融合的煤量快速检测方法，将两Kinect2.0相机并列设置，方向与皮带运输方向垂直，镜头正对皮带上表面，实时获取图像并传入上位机进行处理，具体步骤为：深度摄像头获得两张深度图并与RGB图像融合，RGB摄像头通过双目视差法获得一张深度图，深度图与RGB图像通过图像融合获得高分辨率深度图；采用双边滤波和维纳滤波提高图像质量；采用Prewitt算法和surf算法进行深度图的特征提取与匹配，将对应像素点的深度信息融合，得到最终的深度图；深度图转化成点云图，采用MATLAB的AlphaShape函数和Volume函数计算初始体积；采用EDEM软件进行煤块堆积仿真获取堆积率，将初始体积与堆积率相乘得到最终煤流量体积。本发明结构简单，误差较小，具有实用价值。

技术领域

本发明涉及煤量检测技术领域，具体为一种基于深度信息融合的煤量快速检测方法。

背景技术

随着煤炭产业的不断发展，使用带式输送机运输煤炭是其中一项重要环节，输送带的承载能力有限，如果输送带上煤量过多，容易造成输送带断裂、带式输送机电机烧毁，如果输送带上煤量过少，则会降低输送带的运输效率。在运输煤炭的过程中对煤流量进行自动检测有利于企业对生产计划的把控，也有利于带式输送机的输送带保护，根据实时检测到的煤流量大小调控输送带带速，提高运煤效率和输送带的使用寿命。为了生产符合质量要求的焦煤、电煤、锅炉煤，减少结渣、燃料成本和污染气体排放，需要将不同种类的原煤按照比例配合，因此对煤流量检测的准确性有更高的要求。

目前，通常采用皮带秤检测、激光检测以及传感器检测方法。其中，电子皮带秤在使用时易受到环境条件的影响，稳定性较差，计量精度不高；激光检测设备价格较高，不利于推广使用，而且激光检测探头数量有限，检测大面积的煤流量时误差较大；传感器检测容易误触，耐用性较差。现有的图像检测方法检测装置复杂、安装位置固定、检测精度较差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种精度高、操作简单、成本低的矿用带式输送机运输煤流量的快速检测方法。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于深度信息融合的煤量快速检测方法，该方法步骤如下：

步骤1，经Kinect2.0相机获取相机所在平面到空载输送带面的深度信息，与输送带面构成规则几何体，根据具体输送带尺寸信息运用几何体体积公式计算得到V₁；

步骤2，在左、右两个Kinect2.0相机中设置不同的红外脉冲频率，获取两组相机所在平面到煤流量表面的深度信息图和RGB图像，采用sdk for kinect分别融合这两组图像，获得两张高分辨率的深度信息图；

步骤3，经左、右两个Kinect2.0深度相机的RGB摄像头获取一组高分辨率的煤流量表面的视差图，再对视差图进行一系列处理进而获得煤流量表面的深度信息图；

步骤4，将获取的这三张高分辨率的深度信息图通过关键点对齐并融合对应点上的深度信息获得最终的深度信息图；

步骤5，将融合后的煤流量表面深度信息图转化为点云图，采用MATLAB的AlphaShape函数和Volume函数计算初始体积计算出煤流量表面到相机所在平面之间构成的体积V₂；

步骤6，将相机所在平面与空载输送带之间构成的体积减去煤流量表面到相机所在平面之间构成的体积，获得煤流量的体积V＝V₁-V₂；

步骤7，基于EDEM软件仿真获得所运输的煤块堆积率；

步骤8，将所获得的煤流量体积与煤块堆积率相乘，计算得到最终的煤流量体积kV。